本發(fā)明涉及高分子技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種聚烯烴樹脂發(fā)泡材料及其制備方法，以及一種發(fā)泡成型體。

背景技術(shù)：

聚丙烯(pp)樹脂具有原料來源豐富、質(zhì)量輕、性能/價格比優(yōu)越以及優(yōu)良的耐熱性、耐化學(xué)腐蝕性、易回收等特點，是世界上應(yīng)用最廣、產(chǎn)量增長最快的樹脂之一。pp發(fā)泡材料更是以其獨特而優(yōu)越的性能成為泡沫塑料行業(yè)中的熱點。通常的聚苯乙烯泡沫最高使用溫度約80℃，聚乙烯泡沫使用溫度也很少超過100℃。發(fā)泡pp制品具有良好的熱穩(wěn)定性(最高使用溫度達130℃)和高溫下制品尺寸穩(wěn)定性，較高的韌性、拉伸強度和沖擊強度，適宜和柔順的表面，優(yōu)異的微波適應(yīng)性以及可降解性。目前美國、日本、德國一些發(fā)達國家正在大力發(fā)展該產(chǎn)品，作為替代發(fā)泡ps的綠色包裝材料。

但是目前聚烯烴發(fā)泡材料的導(dǎo)熱系數(shù)普遍較高，無法滿足包裝箱冷藏運輸?shù)阮I(lǐng)域。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

有鑒于此，本發(fā)明要解決的技術(shù)問題在于提供一種聚烯烴樹脂發(fā)泡材料及其制備方法，以及一種發(fā)泡成型體，制備的發(fā)泡材料具有較低的導(dǎo)熱系數(shù)。

本發(fā)明人經(jīng)過大量的實驗，采用添加紅外線反射劑和提高成型制品填充率的方法獲得了導(dǎo)熱系數(shù)低的發(fā)泡材料及其成型體。

本發(fā)明提供了一種聚烯烴樹脂發(fā)泡材料，由共混樹脂顆粒經(jīng)分散介質(zhì)釋放法制備而成；

所述共混樹脂顆粒為柱體，且橫截面為非正圓形，柱體高度為l，橫截面通過中心的最長徑向長度為d，通過中心的最短徑向長度為d，1≤l/d≤5，0.2≤d/d＜1；

所述共混樹脂顆粒包括聚烯烴樹脂和紅外線反射劑；

所述紅外線反射劑為鱗片石墨、石墨烯、膨脹石墨、可膨脹石墨和空心玻璃微珠中的任意一種或多種。

優(yōu)選的，所述共混樹脂顆粒按照以下方法制備：

a)將聚烯烴樹脂混合物熔融通過擠出機擠壓成絲束，所述擠出機的模頭孔數(shù)大于50，孔間距為0.6～5mm；

b)將步驟a)得到的絲束冷卻，經(jīng)輥壓得到易填充絲束；所述易填充絲束橫截面通過中心的最長徑向長度為d，通過中心的最短徑向長度為d，0.2≤d/d＜1；

c)將步驟b)得到的易填充絲束切割得到樹脂粒子；所述樹脂粒子為柱體，重量為0.5～2mg，柱體高度為l，1≤l/d≤5。

優(yōu)選的，所述步驟a)中，擠出機的擠出孔為橢圓形，扁圓形，圓角矩形或矩形。

優(yōu)選的，所述步驟a)中，擠出機的機頭溫度為200～230℃，后段溫度為190～220℃之間。

優(yōu)選的，所述步驟b)中，輥壓的第一個輥位置固定。

優(yōu)選的，所述步驟b)中，輥壓的第一個輥具有與步驟a)得到的絲束數(shù)目相應(yīng)的槽。

優(yōu)選的，所述步驟b)中，冷卻的溫度為30～60℃。

優(yōu)選的，所述紅外線反射劑的用量為聚烯烴樹脂的1wt％～20wt％。

優(yōu)選的，所述聚烯烴樹脂發(fā)泡材料的導(dǎo)熱系數(shù)為0.030～0.034w/m.k。

優(yōu)選的，所述聚烯烴樹脂為丙烯和除丙烯外的α-烯烴的共聚物，丙烯均聚物，乙烯均聚物，或乙烯和除乙烯外的α-烯烴的共聚物。

優(yōu)選的，所述共混樹脂顆粒還包括：

增韌劑、抗氧劑、防紫外線劑、抗靜電劑、阻燃劑、金屬鈍化劑、顏料、染料、成核劑和氣泡調(diào)整劑中的任意一種或多種。

上述聚烯烴樹脂發(fā)泡材料的導(dǎo)熱系數(shù)為0.030～0.034w/m.k。

本發(fā)明提供了上述聚烯烴樹脂發(fā)泡材料的制備方法，包括以下步驟：

a)共混樹脂原料通過擠出機擠壓成線狀，經(jīng)冷卻、切粒得到共混樹脂顆粒；所述共混樹脂原料包括聚烯烴樹脂和紅外線反射劑；

b)將上述共混樹脂顆粒和發(fā)泡劑、表面活性劑、分散劑、分散介質(zhì)在密閉容器中混合得混合物料，攪拌下加熱至比發(fā)泡溫度低5～10℃的溫度，保溫10～60min，再升溫至發(fā)泡溫度，保溫15～60min，然后將混合物料置于比所述密閉容器內(nèi)的壓力低的環(huán)境中，發(fā)泡，得到聚烯烴樹脂發(fā)泡材料。

上述步驟a)具體同上述共混樹脂顆粒的制備，在此不再贅述。

優(yōu)選的，所述共混樹脂顆粒、表面活性劑、分散劑和分散介質(zhì)的質(zhì)量比優(yōu)選為100：(0.0001～0.5)：(0.1～15)：(100～500)。

制得的聚烯烴樹脂發(fā)泡材料的導(dǎo)熱系數(shù)為0.030～0.034w/m.k。

本發(fā)明提供了一種聚烯烴樹脂發(fā)泡成型體，為上述聚烯烴樹脂發(fā)泡材料或上述制備方法制備的聚烯烴樹脂發(fā)泡材料，經(jīng)模內(nèi)發(fā)泡成型制備得到。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明提供了一種聚烯烴樹脂發(fā)泡材料，由共混樹脂顆粒經(jīng)分散介質(zhì)釋放法制備而成；所述樹脂粒子為柱體，且橫截面為非正圓形，柱體高度為l，橫截面通過中心的最長徑向長度為d，通過中心的最短徑向長度為d，1≤l/d≤5，0.2≤d/d＜1。所述共混樹脂顆粒包括聚烯烴樹脂和紅外線反射劑；所述紅外線反射劑為鱗片石墨、膨脹石墨、可膨脹石墨、石墨烯和空心玻璃微珠中的任意一種或多種。本發(fā)明的樹脂粒子發(fā)泡后截面面積較小，有利于成型時的填充，避免了由于填充不足產(chǎn)生的缺陷，成型體隔熱性能優(yōu)良，并且本發(fā)明在聚烯烴樹脂中添加了紅外線反射劑，進行發(fā)泡，得到的發(fā)泡材料具有較低的導(dǎo)熱系數(shù)，能夠更好的隔熱保溫。

附圖說明

圖1為本發(fā)明中共混樹脂顆粒的立體結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為本發(fā)明中聚烯烴樹脂混合物經(jīng)擠出機擠出時，擠出孔的形狀示意圖；

圖3為本發(fā)明實施例2制備的發(fā)泡材料成型體照片；

圖4為比較例1制備的發(fā)泡材料由于填充不足產(chǎn)生的缺陷照片示意圖。

具體實施方式

本發(fā)明提供了一種聚烯烴樹脂發(fā)泡材料，由共混樹脂顆粒經(jīng)分散介質(zhì)釋放法制備而成；

所述共混樹脂顆粒為柱體，且橫截面為非正圓形，柱體高度為l，橫截面通過中心的最長徑向長度為d，通過中心的最短徑向長度為d，1≤l/d≤5，0.2≤d/d＜1；

所述共混樹脂顆粒包括聚烯烴樹脂和紅外線反射劑；

所述紅外線反射劑為鱗片石墨、膨脹石墨、可膨脹石墨、石墨烯、空心玻璃微珠中的任意一種或多種。

本發(fā)明在聚烯烴樹脂中添加了紅外線反射劑，進行發(fā)泡，得到的發(fā)泡材料具有較低的導(dǎo)熱系數(shù)，能夠更好的隔熱保溫。

本發(fā)明采用的共混樹脂顆粒為柱體，且橫截面為非正圓形，柱體高度為l，橫截面通過中心的最長徑向長度為d，通過中心的最短徑向長度為d，1≤l/d≤5，0.2≤d/d＜1。

在本發(fā)明的某些具體實施例中，所述擠出孔的形狀為矩形、圓角矩形、橢圓形和扁圓形。

圖1為以橫截面為橢圓形的共混樹脂顆粒為例的立體結(jié)構(gòu)示意圖。

所述共混樹脂顆粒優(yōu)選按照以下方法制備：

a)將聚烯烴樹脂混合物熔融通過擠出機擠壓成絲束，所述擠出機的模頭孔數(shù)大于50，孔間距為0.6～5mm；

b)將步驟a)得到的絲束冷卻，經(jīng)輥壓得到易填充絲束；所述易填充絲束橫截面通過中心的最長徑向長度為d，通過中心的最短徑向長度為d，0.2≤d/d＜1；

c)將步驟b)得到的易填充絲束切割得到樹脂粒子；所述樹脂粒子為柱體，重量為0.5～2mg，柱體高度為l，1≤l/d≤5。

優(yōu)選的，所述步驟a)中，擠出機的擠出孔為橢圓形，扁圓形，圓角矩形或矩形，擠出孔形狀如圖2所示，依次為矩形、圓角矩形、橢圓形和扁圓形。

優(yōu)選的，所述步驟a)中，擠出機的機頭溫度為200～230℃，后段溫度為190～220℃之間，使絲束與輥接觸時保持較高溫度，有利于變形。

優(yōu)選的，所述步驟b)中，輥壓的第一個輥位置固定，絲束在冷卻水槽內(nèi)第一個輥處受力變?yōu)榉钦龍A形。

優(yōu)選的，所述步驟b)中，輥壓的第一個輥具有與步驟a)得到的絲束數(shù)目相應(yīng)的槽。

優(yōu)選的，所述步驟b)中，冷卻的溫度為30～60℃。

本發(fā)明采用上述特定尺寸的柱體共混樹脂顆粒，發(fā)泡后橫截面面積較小，有利于成型時的填充，獲得的產(chǎn)品外觀良好，避免了由于填充不足產(chǎn)生的缺陷，制備成型體后，隔熱性能優(yōu)良。

上述共混樹脂顆粒包括聚烯烴樹脂和紅外線反射劑。

所述聚烯烴樹脂優(yōu)選為丙烯和除丙烯外的α-烯烴的共聚物，丙烯均聚物，乙烯均聚物，或乙烯和除乙烯外的α-烯烴的共聚物；更優(yōu)選為丙烯均聚物、乙烯均聚物、乙烯-丙烯無規(guī)共聚物、丙烯-丁烯-1無規(guī)共聚物、乙烯-丙烯-丁烯-1無規(guī)共聚物和乙烯-辛烯嵌段共聚物中的一種或多種的混合。

所述紅外線反射劑為鱗片石墨、膨脹石墨、可膨脹石墨、石墨烯和空心玻璃微珠中的任意一種或多種。

上述紅外線反射劑優(yōu)選為粉末狀。

所述紅外線反射劑的用量優(yōu)選為聚烯烴樹脂的1wt％～20wt％。

本發(fā)明優(yōu)選的，所述共混樹脂顆粒還包括：

增韌劑、抗氧劑、防紫外線劑、抗靜電劑、阻燃劑、金屬鈍化劑、顏料、染料、成核劑和氣泡調(diào)整劑中的任意一種或多種。

本發(fā)明對所述增韌劑、抗氧劑、防紫外線劑、抗靜電劑、阻燃劑、金屬鈍化劑、顏料、染料、成核劑和氣泡調(diào)整劑并無特殊限定，可以為本領(lǐng)域技術(shù)人員熟知的增韌劑、抗氧劑、防紫外線劑、抗靜電劑、阻燃劑、金屬鈍化劑、顏料、染料、成核劑和氣泡調(diào)整劑。

優(yōu)選的，所述增韌劑為pp-g-ma、poe-g-ma、pe-g-ma中的一種或多種的混合，所述氣泡調(diào)整劑為硼酸鋅、滑石粉、碳酸鈣、氫氧化鋁中的一種或多種的混合。

上述增韌劑、抗氧劑、防紫外線劑、抗靜電劑、阻燃劑、金屬鈍化劑、顏料、染料、成核劑和氣泡調(diào)整劑的總量優(yōu)選為聚烯烴樹脂的0.1wt％～30wt％。

本發(fā)明提供的上述聚烯烴樹脂發(fā)泡材料的導(dǎo)熱系數(shù)為0.030～0.034w/m.k。

本發(fā)明還提供了上述聚烯烴樹脂發(fā)泡材料的制備方法，包括以下步驟：

a)共混樹脂原料通過擠出機擠壓成線狀，經(jīng)冷卻、切粒得到共混樹脂顆粒；所述共混樹脂原料包括聚烯烴樹脂和紅外線反射劑；

b)將上述共混樹脂顆粒和發(fā)泡劑、表面活性劑、分散劑、分散介質(zhì)在密閉容器中混合得混合物料，攪拌下加熱至比發(fā)泡溫度低5～10℃的溫度，保溫10～60min，再升溫至發(fā)泡溫度，保溫15～60min，然后將混合物料置于比所述密閉容器內(nèi)的壓力低的環(huán)境中，發(fā)泡，得到聚烯烴樹脂發(fā)泡材料。

本發(fā)明優(yōu)選的，所述共混樹脂原料還包括：

增韌劑、抗氧劑、防紫外線劑、抗靜電劑、阻燃劑、金屬鈍化劑、顏料、染料、成核劑和氣泡調(diào)整劑中的任意一種或多種。

上述增韌劑、抗氧劑、防紫外線劑、抗靜電劑、阻燃劑、金屬鈍化劑、顏料、染料、成核劑和氣泡調(diào)整劑的種類、含量同上，在此不再贅述。

上述步驟b)中，發(fā)泡溫度指聚烯烴樹脂的發(fā)泡溫度。

所述共混樹脂顆粒、表面活性劑、分散劑和分散介質(zhì)的質(zhì)量比優(yōu)選為100：(0.0001～0.5)：(0.1～15)：(100～500)。

其中，所述分散介質(zhì)優(yōu)選為水或者醇類，優(yōu)選水，其操作更為簡單。表面活性劑優(yōu)選為十二烷基苯磺酸鈉。分散劑優(yōu)選為高嶺土、滑石粉、碳酸鈣、磷酸鈣、堿式磷酸鈣等。

所述密閉容器中，發(fā)泡劑的壓力優(yōu)選為0.6～6mpa。

所述發(fā)泡劑優(yōu)選為丙烷、丁烷、戊烷、己烷、庚烷、環(huán)丁烷、環(huán)己烷、氯氟甲烷、三氟甲烷、1，2-二氟乙烷、1，1，1，2-四氟乙烷、一氯甲烷、氯乙烷、二氯甲烷、氮氣、空氣、二氧化碳中的一種或多種的混合。

所述比密閉容器內(nèi)的壓力低的環(huán)境優(yōu)選為大氣壓環(huán)境。

制得的聚烯烴樹脂發(fā)泡材料的導(dǎo)熱系數(shù)為0.030～0.034w/m.k。

本發(fā)明提供了一種聚烯烴樹脂發(fā)泡成型體，為上述聚烯烴樹脂發(fā)泡材料或上述制備方法制備的聚烯烴樹脂發(fā)泡材料，經(jīng)模內(nèi)發(fā)泡成型制備得到。制備的發(fā)泡成型體具有較低的導(dǎo)熱系數(shù)和較少的缺陷。

本發(fā)明提供的上述聚烯烴樹脂發(fā)泡材料置于模具中，膜內(nèi)成型，即可得到發(fā)泡成型體。為了進一步說明本發(fā)明，下面結(jié)合實施例對本發(fā)明提供的聚烯烴樹脂發(fā)泡材料及其制備方法進行詳細描述。

實施例1-5

擠出孔的形狀如表1所示。向擠出機中加入100重量份聚烯烴系樹脂、紅外線反射劑(種類和份數(shù)見表1)和成核劑二氧化硅0.5份，通過擠出機的機頭擠出，在擠出機內(nèi)220度熔融混煉，然后又從機頭口模處擠出成為絲束，接著將絲束導(dǎo)入長3m、寬0.8m，深1m的冷卻水槽中，水溫30度，將絲束穿過水槽內(nèi)壓輥，壓輥具有與絲束數(shù)目相應(yīng)的槽，從冷卻水槽提起時，風(fēng)刀吹干附著于絲束表面的水后，用切粒機切斷，得到共混樹脂顆粒。表1為獲得的共混樹脂顆粒的l/d，d/d數(shù)據(jù)。

向800l的高壓釜中添加100重量份(50kg)上述共混樹脂顆粒，二氧化碳(充入的二氧化碳保證發(fā)泡溫度下高壓釜中的壓力為6mpa)、表面活性劑(十二烷基苯磺酸鈉50g)、分散劑(高嶺土1000g)、分散介質(zhì)(水，500kg)加入密閉容器中混合得混合物料，邊攪拌邊升溫至比表1的發(fā)泡溫度低5℃的溫度，保溫15min，再升溫至表1的發(fā)泡溫度，保溫15min，然后將混合物料置于比所述密閉容器內(nèi)的壓力低的環(huán)境中，發(fā)泡，得到聚烯烴樹脂發(fā)泡材料。其性能檢測結(jié)果如表1所示。

發(fā)泡成型體的制造：

使用所得熟化后的發(fā)泡粒子，在內(nèi)尺寸為40cmx40cmx8cm的模內(nèi)填充發(fā)泡粒子，在模內(nèi)通入2.5kg壓力的飽和蒸汽對發(fā)泡粒子預(yù)熱后，通過3.3kg壓力的飽和蒸汽對發(fā)泡粒子進行加熱，接著冷卻獲得發(fā)泡成型體。所得發(fā)泡成型體在80℃氣氛下加熱熟化8小時，接著轉(zhuǎn)移到23℃的氛圍內(nèi)放置1日后，對成型體的表面進行觀察，記錄表面缺陷數(shù)目情況，表面缺陷的評價見表1。

實施例2成型后成型體照片見圖3，其中圓圈標出的位置為缺陷。

比較例1～3

按照表1的配比，實施例1～5的實驗條件，制備得到聚烯烴樹脂發(fā)泡材料。其性能檢測結(jié)果如表1所示。

比較例1制備的發(fā)泡材料由于填充不足產(chǎn)生的缺陷照片見圖4，其中圓圈標出的位置為缺陷。

表1實施例1～5以及比較例1～3的實驗條件及性能檢測結(jié)果

由上述實施例和比較例可知，本發(fā)明提供的聚烯烴樹脂發(fā)泡材料具有較低的導(dǎo)熱系數(shù)。

以上實施例的說明只是用于幫助理解本發(fā)明的方法及其核心思想。應(yīng)當(dāng)指出，對于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明原理的前提下，還可以對本發(fā)明進行若干改進和修飾，這些改進和修飾也落入本發(fā)明權(quán)利要求的保護范圍內(nèi)。